安徽省定远县示范高中2017-2018学年高二上学期12月段考物理试题

安徽省定远县示范高中2017-2018学年上学期高二12月段考物理试题
一、选择题：
1. 关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（）
A. 电场强度的定义式适用于任何电场
B. 由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大
C. 由公式可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场
D. 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
【答案】A
【解析】A、电场强度的定义式，适用于任何电场，故A正确；
B、当r→0时，电荷已不能看成点电荷，公式不再成立，B错误；
C、由公式可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，可能是B的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，C错误；
D、磁感应强度的方向和该处的通电导线所受的安培力方向垂直，D错误；
故选A。

2. 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，已知在a、b两点粒子所受电场力分别为F a、F b，若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a点运动到b点，电场力做正功，则下列判断正确的是（）
A. 若Q为正电荷，则q带正电，F a>F b
B. 若Q为正电荷，则q带正电，F a<F b
C. 若Q为负电荷，则q带正电，F a>F b
D. 若Q为负电荷，则q带正电，F a<F b
【答案】A
【解析】AB、若Q为正电荷,带电粒子由a点到b点电场力做正功,知,该带电粒子带正电.因为，则 .故A正确，B错误.
CD、若Q为负电荷,带电粒子由a点到b点电场力做正功,知,该带电粒子带负电.因为,则.故C错误,D错误.
综上所述本题答案是：A
3. 如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ②④
【答案】C
【解析】试题分析：由右手螺旋定则可判断电流周围磁场的分布，并注意平面图及立体图的区分即可正确判断．
解：①电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故①正确；
②电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看），故②错误；
③图中电流为环形电流，由由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故③错误；
④根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故④正确；
故选C．
【点评】因磁场一般为立体分布，故在判断时要注意区分是立体图还是平面图，并且要能根据立体图画出平面图，由平面图还原到立体图．
4. 在如图甲所示的电场中，一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，则它运动的v­t图象可能是下图中的（）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，由于电场力的作用，负电荷应该做加速运动，并且从电场线的分布可以看出，电场强度越来越大，所以运动的加速度应该越来越大，在图像中，斜率表示加速度的大小，故B正确
综上所述本题答案是;B
5. 一个电流表的满偏电流I g=1mA，内阻R g=500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上
A. 串联一个10kΩ的电阻
B. 并联一个10kΩ的电阻
C. 串联一个9.5kΩ的电阻
D. 并联一个9.5kΩ的电阻
【答案】C
【解析】试题分析：把电流表改装成电压表，需要串联一个分压电阻，串联电阻阻值：
；故选C．
考点：电表的改装
【名师点睛】本题考查了电表改装，知道电压表的改装原理，把电流表改装成电压表应串联一个分压电阻、应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题。

6. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，一绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球，小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，小球所受
的电场力大小等于重力大小． a、b、c、d四点的位置如图所示，圆上各点相比较，小球（）
A. 在最高点a处的动能最小
B. 在最低点c处的机械能最小
C. 在水平直径左端d处的机械能最大
D. 在水平直径右端b处的机械能最大
【答案】D
【解析】小球受电场力和重力大小相等，方向水平向右，则小球所受电场力和重力的合力如图所示：
合力与水平方向成45°角偏右下方，如图，小球所受合力方向可知，小球从a到向e点运动时，合力对小球做负功，小球动能将减小，故a点不是小球动能最小的点（最小的点在e点），故A错误；除重力以外其它力做功等于机械能的增量，拉力不做功，从d到b的过程中，电场力做负功，则b点机械能最大，d点机械能最小，故D正确，BC错误。

所以D正确，ABC错误。

7. 如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠。

R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。

现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是( )
A. 电流表示数变大，电压表示数变小
B. 小电珠L变亮
C. 电容器C上电荷量减小
D. 电源的总功率变小
【答案】D
【解析】当滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律得知，总电流减小，路端电压增大，则电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L变暗，故AB错误；电源的总功率P=EI，I减小，E不变，则电源的总功率变小，故D正确；电容器的电压U=E-I（R L+r），I减小，其它量不变，则U增大，由Q=CU可知电容器C上电荷量Q增加，故C错误。

所以D正确，ABC错误。

8. 下列说法正确的是
A. 公式E＝F/q 是电场强度的比值定义式，适用于一切电场
B. 电场强度定义式E＝F/q为我们提供了一种计算静电力的方法，即F＝Eq
C. 根据，点电荷电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比
D. 等量异种电荷的连线上，中点的场强为零
【答案】ABC
【解析】A、电场强度的定义式 ,适用于一切电场.所以A选项是正确的.
B、电场强度定义式,变形为 ,即可求解静电力.所以B选项是正确的.
C、从公式可以知道,点电荷电场强度与场源电荷Q成正比,与距离r的平方成反比,所以C选项是正确的.
D、等量异种电荷的连线上,中点的场强不为零,只有等量同种电荷中点电场强度才为零,故D 错误.
综上所述本题答案是：ABC
9. 图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定
A. 粒子在M点速度小于在N点速度
B. 粒子在M点电势能小于在N点电势能
C. M点的电势高于N点的电势
D. M点的电场强度大于N点的电场强度
【答案】AC
【解析】试题分析：由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，在M点的动能小于在N点的动能，在M点的速度小于在N点受到的速度，故A正确，B 错误；由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，与电场线的方向基本一致，可知粒子带正电；由于粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，正电荷在电势高处的电势能大，所以M点的电势高于N点的电势．故C正确；
M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小．故D错误．故选AC。

考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小。

10. 图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。

则该粒子
A. 带负电
B. 在c点受力最大
C. 在b点的电势能大于在c点的电势能
D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量
【答案】CD
...............
点睛：本题中，点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题．
11. 空间存在水平向右的匀强电场，光滑绝缘水平面上的A、B两点位于某一等势线上。

两个相同的带电小球同时从A、B以相同的速率v0分别沿电场方向和垂直于电场方向开始运动，它们的轨迹都经过C点，如图所示。

下列关于这两个小球的运动判断正确的是
A. 它们到达C点所用时间相同
B. 它们在C点具有相同的速度
C. 它们在C点具有相同的动能
D. 它们运动到C点的过程中电势能的变化量相等
【答案】CD
12. 长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是( )
A. 使粒子的速度v<
B. 使粒子的速度v>
C. 使粒子的速度v>
D. 使粒子的速度<v<
【答案】AB
【解析】离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，粒子运动轨迹如图所示：
若粒子刚好从左侧射出时半径为：，解得：，若粒子刚好从右侧射出半径为：
，解得半径为：，速度为：，欲使离子不打在极板上有：或
，故AB正确，CD错误。

二、实验题：
13. （1）如图1所示，螺旋测微器的示数为_______ mm，如图2所示，游标卡尺的示数为_______ mm．
（2）一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是×1、×10、×100．用×10挡测量某电阻时，
操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到______挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是_________Ω．
【答案】 (1). （1）6.122～6.125 (2). 10.50 (3). （2）×100； (4). 调零(或重新调零)；(5). 2.2×103Ω
【解析】(1)螺旋测微器固定刻度为 ,可动刻度为 ,所以最终读数为 .由于估读误差的存在，所以答案是：6.122～6.125
游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为，所以最终读数为10.50mm. (2)因指针偏角过小,故应换为大档位;故选档;
如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是:重新进行欧姆调零;
由图示表盘可以知道,该电阻的阻值是
综上所述本题答案是：（1）6.122～6.125 ；10.50 （2）×100；调零(或重新调零)；
2.2×103Ω
14. 某实验小组利用如图1所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：
A、待测电池，电动势约为1.5V（小于1.5V）
B、电流表，量程3A
C、电流表，量程0.6A
D、电压表，量程1.5V
E、电压表，量程3V
F、滑动变阻器，0～20Ω
G、滑动变阻器，0～2000Ω
H、开关一个，导线若干
(1)实验时，电流表应选__________,电压表应选__________,滑动变阻器应选__________（填选用器材前面的字母）
(2)小组由实验数据作出的U-I图象如图2所示，由图象可求得电源电动势为______V，内电阻为________Ω．
【答案】 (1). (1) C (2). D (3). F (4). (2)1.4 (5). 2.8
【解析】试题分析：（1）干电池电动势约为1.5V，电压表应选：D，根据实验数据得出最大电流为0.57A，因此电流表应选：C；干电池电动势约为1.5V，电流表量程为0.6A，电路最小电阻约为：，为方便实验操作，滑动变阻器应选：F；
（2）由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir，再由数学知识可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势故电源的电动势为1.40V；而图象的斜率表示电源的内阻.
【点睛】本题考查了实验器材的选取、作实验电路图、求电动势与内阻，知道实验器材的选取原则、知道实验原理、掌握应用图象法处理实验数据的方法即可正确解题．
三、解答题：
15. 如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5×10－10 C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，静电力做功都是4×10－8J。

已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，a、b两点的距离d ab＝10cm，∠a＝37°，∠c＝90°，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
（1）a、b两点的电势差U ab；
（2）匀强电场场强E的大小和方向。

【答案】（1）80V （2）1000V/m ，方向垂直bc向右
【解析】在匀强电场中，电荷量q＝5×10－10C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，静电力做功都是4×10－8 J
正电荷由a点移到b点和由a点移到c点静电力做功相同,故bc在等势面上,故电场强度方向垂直bc向右;
根据公式,电场强度为:
综上所述本题答案是：（1）（2），方向垂直bc向右
16. 如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机线圈的电阻R0=0.5Ω，当电键S 断开时，电阻R1的电功率是525W，当S闭合时，电阻R1的电功率是336W，求：
（1）电源的内阻；
（2）当S闭合时流过电源的电流和电动机消耗的功率。

【答案】（1）1Ω（2）26A；1848W
【解析】试题分析：（1）S2断开时等效电路如图所示，R1消耗的功率为P1，则
代入数据解得r＝1Ω．
（2）设S2闭合时路端电压为U，
R1消耗的功率为P2，则
由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir
代入数据解得I＝26A
设流过R1的电流为I R1，流过电动机的电流为I M，
而I M＋I R1＝I
对电动机有UI M＝P出＋I R0
代入数据联立解得P出＝1 606W．
考点：闭合电路的欧姆定律；电功率
【名师点睛】解决本题的关键能够灵活运用闭合电路欧姆定律，以及知道电动机输入功率、输出功率、热功率的关系。

17. 如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加一电压U1＝2500 V，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射出。

装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长l＝6.0 cm，相距d＝2 cm，两极板间加以电压U2＝200 V的偏转电场。

从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。

已知电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，电子的质量 m＝0.9×10－30 kg，设电子刚离开金属丝时的速度为零，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。

求：
（1）电子射入偏转电场时的动能E k；
（2）电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y；
（3）电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功
【答案】（1）E k＝4.0×10－16 J （2）y＝0.36 cm （3）W＝5.76×10－18 J
【解析】(1)电子在加速电场中有eU1＝E k
解得:E k＝4.0×10－16 J
(2)设电子在偏转电场中运动的时间为t
电子在水平方向做匀速运动，由l＝v1t，解得
电子在竖直方向受电场力
电子在竖直方向做匀加速直线运动，设其加速度为a
依据牛顿第二定律有,解得:
电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量
解得y＝0.36cm
(3)电子射出偏转电场的位置与射入偏转电场位置的电势差
电场力所做的功W＝eU
解得W＝5.76×10－18 J
18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场的圆心在M（L，0），磁场方向垂直于坐标平面向外。

一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度V0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。

不计粒子重力，求：
（1）电场强度E；
（2）从P点射出时速度v p的大小；
（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】试题分析：粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做平抛运动，运动轨迹如图所示；
（1）粒子在电场中做类平抛运动，轴方向：，方向：，
解得，电场强度：；
（2）设粒子到达坐标原点时竖直分速度为，粒子在电场中做类似平抛运动，
方向：，方向：，联立得：，粒子进入磁场时的速度：
，离子进入磁场做匀速圆周运动，粒子速度大小不变，则：。

（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期：，
粒子在磁场中的运动时间：，
粒子在磁场与电场中运动时间之比：；
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动
名师点睛：带电粒子在匀强电场中运动时，要注意应用运动的合成和分解；而在磁场中运动时为匀速圆周运动，在解题时要注意应用好平抛和圆周运动的性质。